沈括绘制地图用的什么方法? 古代人用什么方法测量绘制地图?

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在宋代,由于测绘技术的局限,绘制地图用的是“循路步之”法,也就是沿路步行丈量,用步行得出的数据绘制地图,由于道路弯弯曲曲,山川高低错落,用“循路步之”法绘制的地图与实况有很大的误差,图上差之一厘,实地就差之千米。

沈括采用“飞鸟图”也就是“取鸟飞之数”,用的是飞鸟直达的距离,有点像现在的航空拍摄,使得地图的精确度大为提高。

沈括在视察河北边防的时候,曾经把所考察的山川、道路和地形,在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。

1076年,沈括奉旨编绘天下州县的地图。他查阅了大量档案文件和图书,经过近20年的坚持不懈的努力,终于完成了我国制图史上的一部巨作《天下郡守图》。

《天下郡守图》是一套大型地图集,共计20幅,其中有大图一幅,高1.2丈,宽1丈;小图一幅;各路图18幅,是按当时行政区划,全国分18路而制作的。图幅之大,内容之详,都是以前少见的。

事实上,正是由于他的地理学说与《天下郡守图》,使他在与辽国的边界谈判中发挥了重要作用,起到了10万士兵都难以达到的威力。

在制图方法上,沈括不仅能确定精确的方位、比例,而且能校正因地形起伏、道路曲折而产生的测量误差。他首创了地形高程测量的方法。

沈括创“分层筑堰”测量地形的方法,测量了汴河河道地形,测量了自河南开封上善门至泗州淮口的直线距离。这是世界最早的精密地形测量,在世界水利史上是一个创举。

“分层筑堰”是把汴渠分成许多段,分层筑成台阶形的堤堰,引水灌注入内,然后逐级测量各段水面,累计各段方面的差,总和就是开封和泗州间“地势高下之实”。

仅仅四五年时间里,就取得引水淤田17000多顷的显著成绩。在对地势高度计算时,其单位竟细到了寸分,可见,沈括的治水态度是极其严肃认真的。

在实地测量的基础上,沈括用胶泥、木屑与熔蜡混合,制造出几种不同的地图模型,然后再复制成木刻地理模型。这比欧洲最早的地理模型早了多年。

地图和地图模型都有详细的说明书,以备后世图亡佚时,如果得到说明书,按个方位布置地物点位及郡县,立可成图。

沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法,这和西晋裴秀著名的“制图六体”是大体一致的。他还把四面八方细分成24个方位,使图的精度有了进一步提高,为我国古代地图学至出了重要贡献。



沈括是如何画地图的?~

沈括是个精通地理,研究兴趣广泛的科学家。
辽国的狼子野心
自从宋真宗以后,宋朝一直依靠每年送大量银绢,维持了几十年跟辽朝暂时妥协的局面,但是辽朝欺宋朝软弱,想进一步侵占宋朝土地。公元1075年,辽朝派大臣萧禧到东京,要求划定边界。
宋神宗派大臣跟萧禧谈判,双方争论了几天,没有结果,萧禧硬说黄嵬山(今山西原平西南)一带30里地方应该属于辽朝。宋神宗派去谈判的大臣不了解那里的地形,明知萧禧提出的是无理要求,又没法反驳他。宋神宗就另派沈括去谈判。
沈括的谈判才能
沈括,杭州钱塘人,原是支持王安石新法的官员。沈括不但办事认真细致,而且精通地理。他先到枢密院,从档案资料中把过去议定边界的文件都查清楚了,证明那块土地应该是属于宋朝的。他向宋神宗报告,宋神宗听了很高兴,就要沈括画成地图送给萧禧看,萧禧才没话说。
宋神宗又派沈括出使上京(今内蒙古自治区巴林左旗南)。沈括首先收集了许多地理资料,并且叫随从的官员都背熟。到了上京,辽朝派宰相杨益戒跟沈括谈判边界。辽方提出的问题,沈括和官员们对答如流,有凭有据。杨益戒一看没有空子好钻,就板起脸来蛮横地说:“你们连这点土地都斤斤计较,难道想跟我们断绝友好关系吗?”
沈括理直气壮地说:“你们背弃过去的盟约,想用武力来胁迫我们。真要闹翻了,我看你们也得不到便宜。”
辽朝官员说不服沈括,又怕闹僵了,对他们没好处,只好放弃了他们的无理要求。
出使的真正原因
沈括带着随员从辽朝回来,一路上,每经过一个地方,把那里的大山河流,险要关口,画成地图,还把当地的风俗人情,调查得清清楚楚。回到东京以后,他把这些资料整理起来,献给宋神宗。宋神宗认为沈括立了功,拜他为翰林学士。
沈括为了维护宋朝边境的安全,十分重视地形勘察。有一次,宋神宗派他到定州,(今河北定县)去巡视。他假装在那里打猎,花了二十多天时间,详细考察了定州边境的地形,还用木屑和融化的蜡捏制成一个立体模型。回到定州后,沈括要木工用木板根据他的模型,雕刻出木制的模型,献给宋神宗。这种立体地图模型当然比绘制在纸上的地图更清整了。宋神宗对沈括画的地图和制作的地图模型很感兴趣。
第二年,就叫沈括编制一份全国地图。但是不久,沈括受人诬告,被朝廷贬谪到随州(今湖北随县)去。在那里,环境虽然很困难,但是他坚持绘制没有画完的地图。后来,他换了几个地方的官职,也是一面考察地理,一面修订地图,坚持了12年,终于完成了当时最准确的一本全国地图《天下郡国图》。
《梦溪笔谈》
沈括不但在地理研究上作出了出色的成就,而且是个研究兴趣很广泛的科学家。他在天文、历法、音乐、医药、数学等方面,都十分精通。他很早就研究天文历法。后来,他担任司天监的工作,发现在那里工作的人,不少是不学无术的人,不懂得用仪器观测。他到了司天监以后,添置了天文仪器。为了观察北极星的位置,他一连三个月,每天夜里用浑天仪观察,终于计算出北极星的正确位置。沈括晚年的时候,闲居在润州(今江苏镇江)的梦溪园。他把一生研究的成果记载下来,写了一本著作《梦溪笔谈》。
活字印刷术
在那本书里,除了记载他自己研究的成果以外,还记录了当时劳动人民的许多创造发明,其中特别有名的是毕昇的活字印刷技术。印刷术是我国古代四大发明之一。在北宋之前,已经有了雕版印刷术。但是雕版花费工夫大,而且刻好一块木板,要改动一个字,就要全部重刻。沈括在钱塘老家看到一位老工匠毕昇,用一种很细的黏土,做成许多小块,刻上字后放在窑里烧硬,成为一个个活字。用这种活字排版印刷,比雕版印刷方便多了。沈括看到这件新鲜事,十分感兴趣,就进行详细的观察和了解,还把毕昇的发明记载在他的《梦溪笔谈》里,后代的人读了他的书,才知道活字印刷术的来历。

古人绘制地图,取法“上南下北,左东右西”。
我国古代就有地图的绘制,以下是三国时期到元代的几个代表性演进史。由叙述中可以得知古人测量绘制地图的方法。

我国在宋代也有航海图绘制的能力,当然,元代之后的科学更是发展迅速(比如说,混天地动仪,可测量天文)。而在同时期的外国科学发展也是很神妙的…(比如说,荷兰人驾船绕行台湾绘制的台湾全图)。

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第一部测算专著——《海岛算经》


《海岛算经》是三国时期(西元三世纪)的数学家刘徽所著。他在为《九章算术》作注时,写了《重差》一卷,附於该书之后。

唐代数学家李淳风将《重差》单列出来,取名《海岛算经》,并列为我国古代的数学经典《算经十书》之一。该书全部9个算例均涉及测高望远及其计算问题。9个算例分别是:测量海岛的高度(望海岛),测量山上的松树的高度(望松),测量城市的大小(望邑),测量涧谷的深度(望谷),居高测量地面上塔楼的高度(望楼),测量河流的宽度(望波口),测量清水潭的深度(望清渊),从山上测量湖塘的宽度(望津),从山上测量一座城市的大小(临邑)。

为解决这些问题,刘徽提出了重表法、连索法和累距法等具体的测量和计算方法。这些方法归结到一点,就是重差测量术。重差测量术是借助矩、表、绳的简单测量工具,依据相似直角三角形对应边成比例的内在关系,进行测高、望远、量深的理论和方法。在刘徽之前,赵爽在为《周髀算经》作注时曾作日高图,首先提出了重差测量理论。而刘徽在《海岛算经》中活用重差理论,巧妙地提出了多种具体的测量和计算方法,把重差测量理论推广开来。
《海岛算经》是一部影响久远的测算专著。它所详细揭示的重差测量理论和方法,成为古代测量的基本依据,为实现直接测量(步量或丈量)向间接测量的飞跃架起了桥梁。直到今天,重差测量理论和方法在某些场合仍有借鉴意义。


什麼是「制图六体」


制图六体,是晋代制图学家裴秀提出的绘制地图的六条原则。
裴秀(西元224~271年)字秀彦,河东闻喜(今属山西省)人,晋武帝时官司空,后任宰相。他根据「六军所经,地域远近,山川险易,征路迂直」,校验了魏国留下的旧图。

由於旧图绘制粗略,加之地名改变,他在门客京相璠的帮助下,编制了我国最早的地图集——《禹贡地域图》、《地形方文图》。他总结了前人制图经验,提出了地图制图的六条原则,即「制图六体」:一为「分率」,用以反映面积、长宽之比例,即今之比例尺;二为「准望」,用以确定地貌、地物彼此间的相互方位关系;三为「道裏」,用以确定两地之间道路的距离;四为「高下」,即相对高程;五为「方邪」,即地面坡度的起伏;六为「迂直」,即实地高低起伏与图上距离的换算。

裴秀认为,制图六体是相互联系的,在地图制作中极为重要。地图如果只有图形而没有分率,就无法进行实地和图上距离的比较和量测;如果按比例尺绘图,不考虑准望,那麼在这一处的地图精度还可以,在其他地方就会有偏差;有了方位而无道裏,就不知图上各居民地之间的远近,就如山海阻隔不能相通;有了距离,而不测高下,不知山的坡度大小,则径路之数必与远近之实相违,地图同样精度不高,不能应用。

这六条原则的综合运用正确地解决了地图比例尺、方位、距离及其改化问题。所以制图六体成为我国明代以前地图制图学理论的基础,在我国和世界地图制图学史上有重要地位。


计裏画方


「计裏画方」,是按比例尺绘制地图的一种方法。绘图时,先在图上布满方格,方格中边长代表实地裏数,相当於现代地形图上的方裏网格;然后按方格绘制地图内容,以保证一定的准确性。据文字记载,此法始于我国晋代裴秀提出的 「制图六体」原则,他曾以一寸折百里的比例编制了《地形方丈图》。

唐代贾耽,以每寸折百里的比例编制了《海内华夷图》。北宋沈括,以二寸折百里编制了《天下州县图》(又称《守令图》)。元代朱思本,用计裏画方的方法绘制的全国地图——《舆地图》,精确性超过前人。此法沿用1500余年,直到清初,在我国和世界地图制图学史上具有重要意义。


元代郭守敬在测绘上的建树


郭守敬在测绘上作出的最大贡献,是他首创的以我国沿海海平面作为水准测量的基准面。当时,郭守敬曾经从河套东头的孟门山(今陕西宜川至山西吉县一带)起,顺中条山往东,沿黄河故道测量地形,掌握了大河之北纵横数百里地区内地势起伏的变化。

这是在黄河中游的一次大面积地形测量。大面积测量必须解决各局部测量资料的统一归化问题。据《元朝名臣事略》记载,郭守敬「又尝以海平面较京师至汴梁地形高下之差,谓汴梁之水去海甚远,其流峻急,而京师之水去海至近,其流且缓,其言倍而有微,此水利之学,其不可得也」。

这是我国史书上第一次记载利用海平面作为基准来建立统一的高程系统,创立了「海拔」这一科学概念。这一工作,对於测量事业的发展,具有十分重大的意义,是我国大面积测量发展到一定水平所孕育出的杰出科学成果。

直到今日,世界各国的区域性测量,其水准测量成果均归化到以海岸某点的平均海水面作为基准面的高程系统中去。我国现就采用青岛港验潮站历年记录的黄海平均海水面作为基准面,并在青岛设有水准原点,全国的高程均以此为基准。这一科学方法。仍将继续沿用。

在古代,测绘人是怎样绘制地图的呢
答:古代主要使用“计里画方”的方法绘制地图。“计里画方”,是按比例尺绘制地图的一种方法。是中国古代地图上为使地图图形缩小尺寸正确而使用的一种按比例绘出格网的方法。绘图时,先在图上布满方格,方格中边长代表实地里数,相当于现代地形图上的方里网格;然后按方格绘制地图内容,以保证一定的准确性...

绘制地图时常用的墨卡托投影法是
答:绘制地图时常用的墨卡托投影法是一种等角圆柱投影方法。在详细解释之前,我们首先需要理解什么是投影法。在地图制作中,投影法是指将地球表面的三维地理信息转换为二维平面上的图形的过程。由于地球是一个不规则的椭球体,而地图是平面的,因此需要通过各种投影方法来平衡地理信息的准确性和可读性。墨卡托投影...

二战时期的地图是怎么绘制出来的
答:这就是所谓的三角观测法 所谓三角测量,就是根据三角形的稳固性,把陆地分割成若干彼此衔接的三角形,通过测量每一个三角形绘制地图。这个方法早就有 需要人去选择基点,立杆子,精确测量标测点的高度,然后形成等高线,绘制为地图

世界地图是怎么画的?
答:世界地图是描绘整个地球表面的地图,使用地图投影方式绘画,在平面上用记号、图形和文字表现。画有经线、纬线、各国分界、地名、海洋、陆地等。在地理学、政治学、自然学等领域都具有重大作用。世界地图自古被学者们通过外出考察所绘画,在人造卫星出现以后,地图的绘画更加准确了。国际上通行的世界地图有两种...

手绘地图绘制方法
答:手绘地图绘制方法如下:1、绘制轮廓。用铅笔浅勾基本地形。在本文中,我们会用一张虚构世界的全景图作为范例。2、填色。调整好铅笔轮廓,然后用墨笔勾边。如果你画的是彩色地图,挑选合适的底色来填充陆地和海洋。在图上绘出罗盘图样以指示地图方向。3、画出地理要素。这是点睛之笔,读者据此能更直观地...

如何在线绘制地图-如何在html中绘制一个地图?有哪些方法可以分享?
答:高德地图三维实景怎么使用 1)打开“高德地图”,点击右上角“方框”;2)进入后,点击“3D地图”,在点击“三维实景”,再点击你要查询的城市就可以了。如何在html中绘制一个地图?有哪些方法可以分享?这里介绍一种简单的方法—echarts,一个前端网页可视化库,可以快速绘制漂亮、简洁的中国地图,下面我简单介绍...

在古代时期,人们是根据什么把地图绘制出来的?
答:在古代时期,人们是根据实地勘测或者传说、经验等方法,辅以天文测量等手段,将观测或了解到的地理信息绘制在纸面上,制作地图。虽然在古代,地图缺乏现代科技的精确度,但是在当时的技术条件下已是相当精确和实用的。

在没有卫星以前,我国是怎样绘制出地图的?
答:荆轲刺秦王都不陌生,荆轲为了刺杀秦王借用献图的名义,地图的重要性不言而喻,九鼎象征着国之重器是因为有华夏地图。地图对古代重要,他们用什么方法绘制地图?最重要的是测量,条件艰苦,没有测量工具,最开始是边走边量的,传说炎帝为了测量,曾走几十万里,大禹治水时,也是徒步去测量,才得到数据,...

地图怎么画简单的地图
答:古代地图一般画在羊皮纸或石板上,传统地图的载体多为纸张,随着科技的发展出现了电子地图等多种载体。地图是国家版图最主要的表现形式,反映国家的主权范围,具有严肃的政治性、严密的科学性和严格的法定性。地图是依据一定的绘制法则,使用制图方法,通过制图综合在一定的载体上,表达地球(或其他天体)上...

ppt上怎样绘制地图的绘制方法?
答:首先,我们在照样子找到一系列的地图图片。请点击输入图片描述 请点击输入图片描述 请点击输入图片描述 2 这次,我们分别建立三张空白的PPT,将三张逐渐放大的地图分别插入到三张PPT中。请点击输入图片描述 在插入中使用“直线”绘制一个十字交叉线。PS.线条粗细在3磅左右就可以了,线条颜色以白色为首选 ...